J EthnopharmacolPMID:40886869
摘要：民族药理学相关性：西帕依固龈液（XPY）是一种源自五倍子的传统维吾尔药制剂，长期以来一直用于治疗“口腔热毒证”，该病症与现代放疗诱导口腔黏膜炎（RIOM）的临床表现极为相似。尽管临床观察结果令人鼓舞，但其药理机制仍不清楚。 研究目的：评估XPY对RIOM的抗炎和镇痛作用，并采用综合药理学方法阐明其化学成分及潜在机制。 材料与方法：通过对头颈部进行靶向照射在Sprague-Dawley大鼠中诱导出RIOM。将XPY作为预防性或治疗性干预措施给药。评估黏膜损伤、组织学变化、疼痛行为和细胞因子水平。通过酶联免疫吸附测定法对神经递质进行定量。使用超高效液相色谱-四极杆-轨道阱-高分辨质谱（UHPLC-Q-Orbitrap-HRMS）对XPY的成分进行表征。采用网络药理学和分子验证来探索作用机制，特别是Toll样受体4（TLR4）/髓样分化因子88（MyD88）/核因子κB（NF-κB）信号通路。 结果：XPY显著减轻黏膜溃疡和炎性浸润，抑制肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白细胞介素-1β（IL-1β）和IL-6的表达，并上调IL-10和转化生长因子-β（TGF-β）。XPY还调节5-羟色胺、β-内啡肽和多巴胺水平，提高行为测试中的痛阈。分子检测显示XPY下调TLR4、MyD88、受体相关因子6（TRAF6）和NF-κB p65的表达。生物信息学和化学分析确定没食子酸和鞣花酸为关键的多靶点成分。 结论：XPY通过调节TLR4/MyD88/NF-κB轴和伤害感受途径在RIOM中发挥多靶点抗炎和镇痛作用。这些发现支持XPY作为预防和治疗RIOM的有前景的候选药物，并证明了将传统民族医学与现代药理学相结合的价值。
J EthnopharmacolPMID:40848905
摘要：民族药理学相关性：改良宣白承气汤（XBCQ）源自经典方剂“宣白承气汤”，是一种传统中药制剂。中医对于流感的治疗至关重要。我们之前的研究已经证明了XBCQ对甲型流感病毒（IAV）/肺炎链球菌（SPN）共感染所致肺和肠道损伤具有治疗作用，尽管潜在的肠-肺轴机制仍有待进一步阐明。 研究目的：我们假设XBCQ通过微生物群-代谢物-免疫相互作用调节肠-肺轴来改善继发性SPN感染，并且我们将通过综合多组学分析（肠道微生物群和代谢组学）评估其对IAV诱导的继发性SPN感染的保护作用及其作用机制。 材料与方法：采用超高效液相色谱联用四极杆-轨道阱高分辨率质谱（UHPLC-Q-Orbitrap-HRMS）对XBCQ进行化学表征。通过鼻内接种IAV后再接种SPN建立序贯感染模型，以模拟流感后继发性细菌感染。通过定量病毒/细菌载量、组织病理学分析、炎性细胞因子和肠道紧密连接（TJ）蛋白来验证治疗效果，证明XBCQ对肺和结肠组织均有保护作用。采用16s RNA测序和代谢组学来评估XBCQ干预流感后继发性细菌感染的机制。 结果：UHPLC-Q-Orbitrap-HRMS分析鉴定出XBCQ中的60种生物活性成分，包括蔗糖、腺苷、鸟苷和桑色素A。XBCQ使SPN负荷降低了81.9%，恢复了肠道微生物群平衡，并调节了宿主代谢谱。相关性分析表明，XBCQ改变的微生物群与药效学指标和代谢物显著相关，进一步证实了这些发现的可靠性。 结论：XBCQ通过调节微生物群-肠-肺轴预防IAV感染后的SPN重叠感染。这些发现为XBCQ的临床应用提供了潜在的科学依据，为流感季节预防细菌性肺炎提供了前瞻性指导。
J EthnopharmacolPMID:40865655
摘要：民族药理学相关性：黄连是一种以抗炎作用而闻名的传统中草药。其主要活性成分黄连碱（COP）具有多种药理特性，但其对急性肺损伤（ALI）的治疗作用仍有待进一步研究。 研究目的：本研究旨在阐明COP对ALI的保护作用及其潜在的分子机制。 材料与方法：通过网络药理学和RNA测序分析确定与COP相关的靶点和通路。建立脂多糖（LPS）诱导的ALI小鼠模型，通过组织病理学、免疫荧光和蛋白质印迹法评估治疗效果。使用叔丁基过氧化氢（TBHP）刺激的MLE-12细胞和分子对接进行机制验证。 结果：转录组分析确定PI3K/AKT通路是COP抗ALI作用的核心介质，抑制铁死亡是关键机制。给予COP可显著减轻LPS诱导的肺水肿、炎症浸润以及支气管肺泡灌洗液中促炎细胞因子水平。机制上，COP通过提高谷胱甘肽（GSH）、过氧化氢酶（CAT）和超氧化物歧化酶（SOD）水平，同时减少铁积累和脂质过氧化，恢复氧化还原稳态。此外，COP逆转了铁死亡相关蛋白的下调，包括核因子红细胞2相关因子2（Nrf2）、溶质载体家族7成员11（SLC7A11/xCT）和谷胱甘肽过氧化物酶4（GPX4）。选择性Nrf2抑制剂ML385消除了COP的治疗效果，证实了其依赖Nrf2的活性。 结论：本研究表明，COP通过激活PI3K/AKT/Nrf2通路改善ALI，从而减轻炎症级联反应和铁死亡。这些发现确立了COP作为ALI治疗有前景的临床前候选药物，并强调了在炎症性肺病中靶向铁死亡的治疗意义。
J EthnopharmacolPMID:40854415
摘要：民族药理学相关性：新疆阿魏，俗称“中国阿魏”或“中国阿魏草”，因其多样的民族植物学用途和植物化学复杂性而备受关注。然而，目前缺乏对这种中国新疆极度濒危药用植物的民族植物学、植物化学、药理学及面临威胁的最新综合综述。 目的：本综合综述旨在对新疆阿魏进行最新、细致的研究，涵盖其传统应用、植物成分、药理特性，并深入探讨其社会生态意义及保护策略。 材料与方法：利用在线搜索引擎，包括PubMed、谷歌学术、Springer Link、ScienceDirect、Wiley Online Library和Web of Science，进行广泛的文献综述，以收集相关信息。 结果：新疆阿魏有着悠久的传统药用历史，尤其在治疗类风湿性关节炎、胃肠道疾病、驱虫、腹泻、疟疾、呼吸道感染和伤口愈合方面。目前，已从新疆阿魏中鉴定出约264种天然化合物，包括倍半萜香豆素、木脂素、硫烷、甾醇、酚酸和多糖。新疆阿魏具有多种药理活性，包括抗癌、抗溃疡、抗镇静、抗炎和抗缺血作用。其中，凯林和伞形前胡素等关键化合物因其强大的药理活性而受到关注。凯林具有显著的抗炎和神经保护作用，其作用机制强调了其在治疗神经退行性疾病方面的潜力。 结论：本综述全面考察了新疆阿魏，突出了其传统应用、丰富的植物化学成分和可观的药理潜力。此外，强调了迫切需要采取保护措施，以保护这种濒危药用资源免受过度采集和栖息地破坏的威胁。
J EthnopharmacolPMID:40914312
摘要：民族药理学相关性：川芎是一种具有多种功效的传统中药，如抗炎、抗氧化、神经保护、抗伤害感受和抗癌特性。它已被用于临床应用并具有令人满意的治疗效果。然而，其抗瘙痒作用的潜在机制仍有待全面研究。 研究目的：本研究旨在阐明川芎对缓解急性瘙痒的作用及其潜在分子机制。 材料与方法：采用网络药理学方法识别川芎治疗瘙痒的蛋白质-蛋白质相互作用、关键治疗靶点和途径。通过分子对接和动物实验验证预测结果，通过皮内注射组胺模拟急性瘙痒小鼠模型。随后通过行为测试和化学遗传学方法评估和分析搔抓行为、c-Fos表达以及脊髓中GPER神经元的激活情况。 结果：川芎共有7种生物活性成分可作用于72个瘙痒潜在靶点，收集了包括激素、膜筏、跨膜受体和雌激素信号通路在内的GO分析和KEGG通路。如分子对接结构所示，川芎的7种活性单体对三种雌激素受体表现出显著的结合亲和力。动物实验表明，腹腔注射川芎以剂量依赖的方式减轻组胺诱导的急性瘙痒，并同时提高脊髓c-Fos表达。川芎可显著减轻急性化学性瘙痒小鼠的急性瘙痒，表明川芎抑制瘙痒信息的产生和进展。GPER神经元更有可能在化学性瘙痒的传递中发挥作用。GPER神经元可能选择性地促成急性瘙痒，而川芎抑制位于脊髓背角的GPER神经元的激活。 结论：本研究通过结合网络药理学和体内实验，揭示了川芎与瘙痒之间潜在的正相关关系及其机制。提示川芎可能为瘙痒患者，尤其是严重瘙痒患者提供一种有前景的治疗应用。
J EthnopharmacolPMID:40882792
摘要：民族药理学相关性：补肾中药配方在中国及其他亚洲国家用于提高精子活力已有悠久历史。然而，涉及精浆外泌体（sEVs）的治疗机制仍未得到探索。 研究目的：本研究以补肾中药苓桂方（LG）为代表，探讨其通过调节sEVs治疗弱精子症（AS）的机制。 材料与方法：在体外，从AS患者、LG治疗后的AS患者及健康受试者中分离sEVs，随后分析Wnt蛋白的差异表达。将AS患者的精子与这些sEVs共培养以评估活力和摄取情况，并评估sEVs处理后精子p-LRP6、p-GSK3和Septin4的表达。在体内，比较来自不同大鼠附睾段、睾丸和前列腺的sEVs的Wnt信号传导效应，以确定LG治疗AS的靶点。 结果：成功分离并鉴定了sEVs，表明精子在体外具有接收信号的能力，使sEVs能够介导对其活性的影响。LG上调了sEVs介导的Wnt信号传导，激活了精子LRP6的磷酸化，降低了GSK3活性，并促进了Septin4聚合，从而增强了精子活力。体内研究表明，在生殖系统的不同部位存在多种具有不同表达模式的Wnt配体。 结论：LG可能通过调节附睾、睾丸和前列腺中的Wnt蛋白来增强精子活力，从而通过LRP6/GSK3/Septin4途径上调sEVs介导的Wnt信号传导。
J EthnopharmacolPMID:40907726
摘要：民族药理学相关性：定心方Ⅲ（DXRIII）是一种已在临床上应用二十多年的传统中药制剂。它通过清热解毒、活血化瘀等机制用于治疗与动脉粥样硬化（AS）相关的心血管疾病。尽管其应用广泛且有报道称具有治疗益处，但其确切机制仍未完全阐明。 本研究目的：本研究旨在证实DXRIII的抗AS疗效并阐明其潜在机制，特别关注其对内皮细胞衰老的改善作用。 方法：通过网络药理学分析阐明DXRIII抗AS作用的机制。分别使用高脂饮食（HFD）诱导的ApoE小鼠和过氧化氢（HO）诱导的人脐静脉内皮细胞（HUVECs）建立体内和体外模型。通过组织学染色、透射电子显微镜、荧光探针染色、RT-qPCR和蛋白质印迹法评估主动脉组织的组织病理学变化、炎症反应、氧化应激、线粒体损伤、线粒体自噬、衰老以及FOXO3a/PINK1/Parkin信号通路。通过液相色谱-质谱法鉴定DXRIII的成分，并使用分子对接和细胞热位移分析研究其活性化合物与靶蛋白的结合亲和力和稳定性。通过慢病毒转染在体外沉默Foxo3a，以确定其在DXRIII诱导的线粒体自噬中的作用。 结果：DXRIII有效改善了AS小鼠的斑块病理并减轻了内皮细胞衰老。同时，DXRIII抑制促炎因子和黏附分子，减轻氧化应激和线粒体损伤，同时激活PINK1/Parkin介导的线粒体自噬并上调FOXO3a表达。值得注意的是，体外抑制线粒体自噬的Mdivi-1和沉默FOXO3a均阻断了DXRIII的抗衰老作用。此外，DXRIII的活性成分，包括小檗碱、山柰酚、槲皮素和木犀草素，与FOXO3a表现出很强的结合亲和力并增强了其蛋白质稳定性。 结论：我们的研究结果首次表明，DXRIII可能通过激活FOXO3a并随后增强PINK1/Parkin介导的线粒体自噬，有效减轻内皮细胞衰老和HFD诱导的AS。
EndocrinologyPMID:41502145
摘要：葡萄糖稳态由胰岛分泌的激素严格控制。胰岛中最丰富的细胞类型是β细胞，它会响应营养刺激而分泌胰岛素。我们之前报道过，小鼠高剂量二噁英暴露的不良代谢影响由芳烃受体（AHR）特异性地在β细胞中调节。此外，胎儿期低剂量二噁英暴露会减少雌性小鼠出生时的β细胞面积；然而，AHR在β细胞发育中的作用尚未得到探索。为了表征发育中的人类β细胞中的AHR途径，我们在体外将人类胚胎干细胞（hESC）分化为“胰岛样”细胞簇（SC-胰岛），并在分化的关键阶段用赋形剂或二噁英处理细胞24小时。二噁英暴露在分化的所有阶段都强烈上调了AHR基因靶点（CYP1A1、AHRR），但对胰岛发育和成熟的标志物只有适度影响。接下来，我们生成了一个AHR基因敲除（KO）的hESC系，发现与亲代细胞相比，在分化的所有阶段，AHR-KO细胞中的基础CYP1A1表达都受到了显著抑制。发育中和成熟胰腺胰岛的关键标志物在很大程度上不受AHR缺失的影响；然而，与亲代细胞相比，AHR-KO细胞的SC-胰岛中G6PC2始终下调。有趣的是，与亲代系相比，AHR-KO SC-胰岛的胰岛素分泌也适度增加，这表明AHR在胰岛发育中发挥了作用。这种新型的AHR-KO细胞系将有助于更深入地研究AHR对人类胰岛和其他细胞谱系发育的影响。
World J Microbiol BiotechnolPMID:41504947
摘要：盐度是限制全球玉米（Zea mays L.）产量的主要非生物胁迫因素。本研究评估了出芽短梗霉ATCC 42023产生的一种胞外多糖普鲁兰多糖单独或与小球藻联合使用时在盐环境下增强种子发芽和初期生长的生物刺激潜力。以葡萄糖为碳源在5升生物反应器中生物合成普鲁兰多糖，初始葡萄糖水平为100克/升时，其浓度达到19.23克/升（产量为0.25克/克糖）。用浓度为2.5 - 5.0克/升的普鲁兰多糖进行种子引发显著促进了胚芽鞘和根的伸长，而较高水平（10克/升）则抑制生长。值得注意的是，5克/升普鲁兰多糖 + 20毫克小球藻的联合应用通过减少氧化损伤、维持根系活性以及提高株高和叶绿素含量，缓解了盐度胁迫（电导率：3.63 dS/m）。总体而言，普鲁兰多糖和小球藻的联合使用提高了玉米的性能，突出了它们作为可持续种子引发剂的潜力以及在适应力强且可持续的农业系统中管理盐渍土壤的一种有前景的策略。
Spectrochim Acta A Mol Biomol SpectroscPMID:40652668
摘要：光活性铼（I）配合物具有很高的治疗潜力，特别是在对抗癌症和耐抗生素细菌方面。它们具有结合多种作用方式的特殊性，包括一氧化碳（CO）和单线态氧的光生成。然而，它们的设计仍有待改进。一个限制是，它们中的大多数在紫外范围内吸收，例如极具吸引力的光化学一氧化碳释放分子（光化学一氧化碳释放分子，PhotoCORM）Re-Pyta-TPP就是如此。为了将吸收波段转移到可见光范围，在该配合物的吡啶基三唑双齿配体中引入了一个额外的氮原子。由此合成了四种异构体Re-Ln-TPP（n = 1-4），并从实验和理论两个角度进行了研究。值得注意的是，它们的光谱和光化学性质强烈依赖于取代模式。四种配合物中有三种确实可以在可见光下被激发。新配合物的光脱羰产率低于Re-Pyta-TPP。在吸收和光致发光数据以及光反应性之间发现了有趣的联系。密度泛函理论（DFT）和含时密度泛函理论（TD-DFT）计算为这些观察结果提供了合理的依据，表明CO光释放的量子产率可以与配合物在其最低三重态的势能分布相关联。在最长波长处吸收和发射的Re-Ln-TPP配合物具有最佳的单线态氧光生成能力。这表明要同时优化所有光谱和光化学性质并不容易，必须在它们之间找到合理的平衡。这项研究是朝着合理设计光化学一氧化碳释放分子迈出的又一步。
Spectrochim Acta A Mol Biomol SpectroscPMID:40752352
摘要：线粒体作为主要的能量产生细胞器，对细胞活动起着至关重要的调节作用。其内部黏度——一个关键的微环境参数——直接影响物质运输和能量转换，异常水平与疾病发病机制相关。大多数已报道的线粒体黏度探针易受极性干扰，导致黏度检测的特异性不足。本研究基于具有优异荧光特性的小分子化合物吩噻嗪骨架，设计并开发了一种新型的极性不敏感荧光探针Y-CN。实验数据表明，在1.005至219厘泊的宽范围内，Y-CN的荧光强度与黏度之间呈现出良好的线性关系（R>0.99）。当黏度从1.005厘泊（水性缓冲液）增加到219厘泊时，Y-CN表现出显著的209倍荧光放大。此外，该探针具有优异的选择性、pH稳定性和低毒性。而且，Y-CN能够检测食品增稠剂引起的黏度变化。Y-CN成功监测了活细胞内线粒体黏度的动态变化，为特异性研究线粒体相关的生理和病理过程提供了有力工具，具有重要的生物学应用潜力。
Spectrochim Acta A Mol Biomol SpectroscPMID:40716352
摘要：在本研究中，成功设计并合成了一种用于半菁衍生物的荧光/光声双模态探针HD-MAO，实现了对单胺氧化酶A（MAO-A）的高灵敏度和高特异性检测。通过特异性MAO-A识别基团与半菁荧光团的巧妙结合，该探针在酶解后分子内电荷转移（ICT）效应显著增强，呈现出荧光（~730 nm）和光声（~700 nm）信号的协同激活特性，检测限为0.806 mg/L。在饮食诱导的肥胖小鼠模型中，HD-MAO成功揭示了肝脏MAO-A活性的显著增加，这与血清检测结果高度一致，为代谢疾病的早期诊断提供了分子影像学证据。该探针在生理条件下表现稳定，对常见干扰物无交叉反应。血清检测实验进一步证实了其临床适用性。本研究不仅为MAO-A相关机制的研究提供了一种创新工具，也为代谢疾病的早期诊断和治疗监测开辟了一条新途径。
Spectrochim Acta A Mol Biomol SpectroscPMID:40753960
摘要：生物系统中异常的粘度和过氧亚硝酸盐（ONOO）水平过高常常导致生物功能障碍甚至疾病。因此，构建用于同时检测粘度和ONOO的近红外（NIR）双响应荧光探针至关重要。在此，我们制备了一种具有大发射位移的近红外荧光探针（TCPB），能够在活细胞中独立地对粘度和ONOO进行双响应测定。TCPB包含一个具有扭曲分子内电荷转移（TICT）且对粘度敏感的D-π-A单元、一个对ONOO有响应的苯基硼酸酯单元以及一个具有线粒体定位功能的吡啶阳离子单元。结果表明，TCPB能够在709和460nm处对粘度和ONOO做出灵敏响应，这确保了能在两个通道中同时监测粘度和ONOO而无信号串扰。同时，成像结果表明TCPB能够可视化内源性和外源性细胞粘度及ONOO，区分癌细胞和正常细胞，并检测炎症小鼠体内的粘度。因此，TCPB通过同时检测粘度和ONOO为理解相关疾病的发生和发展研究提供了一种潜在工具。
Spectrochim Acta A Mol Biomol SpectroscPMID:40712483
摘要：由于宫颈癌无症状进展导致频繁的晚期诊断，因此需要先进的早期检测工具。本研究开创了一种用于超灵敏检测miR-21（一种关键的宫颈癌生物标志物）的表面增强拉曼光谱（SERS）平台，该平台将用于高亲和力捕获miR-21的硫醇修饰DNA探针与AgNP增强的SERS底物相结合，将杂交事件转化为放大的拉曼信号。该平台在血清中实现了灵敏度，并通过DNA-RNA双链体形成表现出卓越的稳定性，在复杂生物流体中具有强大的可重复性。独特的光谱指纹能够实现精确的靶标定量，同时在非侵入性病变严重程度预测方面展现出广阔潜力。通过克服传统方法的关键局限性，包括巴氏涂片的低灵敏度和HPV检测无法检测活动性癌症，这种方法提供了一种快速、特异的液体活检解决方案，以加强宫颈癌管理中的早期诊断、动态监测和临床结果。
Spectrochim Acta A Mol Biomol SpectroscPMID:40752355
摘要：准确的伤口年龄估计在法医学实践中具有重要意义。然而，死后变化常常模糊甚至抹去骨骼肌损伤的生物学信息，使得准确估计其年龄极具挑战性。在本研究中，我们将衰减全反射傅里叶变换红外光谱（ATR-FTIR）与多种机器学习算法相结合，建立了三种经遗传算法优化的回归模型（GA-岭回归、GA-套索回归和GA-偏最小二乘法），以估计骨骼肌伤口年龄，针对早期死后变化的影响。结果表明，这些模型对死后变化具有很强的抗性，并表现出优异的预测性能，最佳交叉验证R为0.78，测试R为0.77，交叉验证平均绝对误差为4.84小时，测试平均绝对误差为5.01小时。此外，发现了八个与伤口年龄高度相关的光谱特征带。这些特征位于对应于酰胺II、CO伸缩、C-O-C伸缩和PO₄伸缩振动的吸收带中，表明蛋白质、磷脂和核酸的变化可能代表肌肉损伤时间演变中的关键生化事件。总之，本研究提出了一种基于ATR-FTIR和机器学习的估计骨骼肌伤口年龄的新方法，同时考虑了早期死后变化的干扰。本研究为法医伤口年龄估计提供了一种新颖的技术方法。
Spectrochim Acta A Mol Biomol SpectroscPMID:40714660
摘要：溴化西潘托铵具有广泛的抗癌作用，但据称其化学性质不稳定。这种不稳定性可能会显著限制该药物最终的抗肿瘤疗效。在此，我们报告了我们使用先进光谱技术在不同化学环境下对这些化学稳定性问题的研究。通过紫外-可见光谱，我们观察到一种在450nm左右有吸收的降解产物。在碱性pH值（>8.5）以及存在缓冲液（特别是磷酸盐缓冲液）的情况下，降解加速。我们进行了核磁共振和受激拉曼研究以鉴定降解产物并分析降解动力学。使用这两种方法，在将YM155溶解于重水后，我们观察到与YM155咪唑基团相连的甲基处发生了氢→氘同位素交换。这种交换同样受到碱性和缓冲液的催化。我们既无法通过核磁共振也无法通过受激拉曼鉴定出450nm吸收峰的降解产物，但我们的研究表明与咪唑相连的甲基与YM155的降解有关。YM155的碱性降解可能与其作用机制有关——在pH值高于8时与线粒体中的DNA结合。
Spectrochim Acta A Mol Biomol SpectroscPMID:40763619
摘要：作为一种全球健康威胁，非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）的早期有效诊断和治疗至关重要。一旦错过最佳治疗窗口，NAFLD将进展为各种严重且不可逆的肝功能障碍，给患者和医疗系统带来沉重负担。在此，一种新型的“D-π-A”型荧光探针（CzTP-CNPh）已成功构建，用于探索非酒精性脂肪性肝病发展过程中脂滴（LDs）粘度的变化。研究结果表明，探针CzTP-CNPh具有优异的粘度敏感性、高选择性、大斯托克斯位移、出色的脂滴靶向能力等。基于这些优势，该探针能够实现细胞和斑马鱼体内脂滴粘度变化的可视化。更重要的是，细胞和组织模型中的成像实验表明，在NAFLD进展过程中脂滴粘度趋于增加。这项工作为加深对病理过程中脂滴的理解提供了见解，可能有助于NAFLD的早期诊断。
Spectrochim Acta A Mol Biomol SpectroscPMID:40737913
摘要：食用油在人们的饮食中起着重要作用。由于经济和营养方面的益处，有必要分析食用油中的成分，这可以保障消费者权益。在本研究中，通过斜入射反射率差（OIRD）来识别食用油成分，其中包括亚油酸、油酸、α-亚麻酸。为了更好地分析OIRD检测结果，使用了八种深度学习算法来分析OIRD检测数据。实验结果表明，所有模型都能以较高的精度、召回率和F1分数识别油酸。时间序列变压器（TST）模型在亚油酸、油酸和α-亚麻酸方面具有最高的F1分数，展示了最佳的模型性能。OIRD方法显示出识别食用油成分的潜力。
Spectrochim Acta A Mol Biomol SpectroscPMID:40749509
摘要：一种新型的基于纳米复合水凝胶的表面增强拉曼散射（SERS）平台成功制备，该平台以Ag NPs/S-CNF/PVA水凝胶为核心基质，展现出优异的溶胀-消溶胀行为。通过在S-CNF表面均匀分布大量Ag NPs，成功构建了一维紧密排列的“热点”，显著提高了SERS效应，提升了SERS平台的灵敏度和均匀性。实验结果表明，可检测到浓度为10⁻⁶ M的罗丹明6G（R6G），相对标准偏差（RSD）=1.90%。同时，PVA水凝胶作为一种优良的包装材料，能有效将Ag NPs/S-CNF/PVA复合材料与外部环境隔离，这有助于维持薄膜的SERS性能，还使薄膜在实际应用中更耐用、可靠。通过使用不同的信号分子修饰，可测定不同物质。值得一提的是，该基底在葡萄糖和pH值方面表现出优异的SERS活性，具有应用于无创泪液葡萄糖和pH值监测系统的潜力。鉴于其优异的柔韧性和可重复性，该基底有望集成到各种可穿戴生物传感器中，从而推动生物过程研究的发展。总体而言，通过结合柔性SERS三维基底，这种方法在生物过程研究中显示出巨大的潜力和应用前景。
Spectrochim Acta A Mol Biomol SpectroscPMID:40618633
摘要：在此，我们报道了以草酸（OA）作为交联剂，通过酯化反应制备聚乙烯醇包覆的等离子体铜纳米颗粒的组装过程。合成的铜纳米颗粒尺寸为8.6纳米，为单晶，在392纳米处呈现等离子体共振。反应时间从15分钟增加到240分钟会导致纳米颗粒组装成簇，且颗粒间距离减小。这反映在较长波长处出现的第二个等离子体共振上，其强度和位置取决于反应时间。研究了组装后的铜纳米颗粒之间的颗粒间距离对可见光波传播和光学参数的影响。结果表明，铜纳米晶体之间颗粒间距离的减小会增加等离子体脉动频率和可见光的穿透深度。这一新发现显著增强了沿介电介质与铜纳米晶体界面的表面等离子体激元和表面等离子体共振。因此，首次开发出的具有不同颗粒间距离的纳米铜组装体在可见光照射下表现出出色的光热性能。对可见光照射下组装后的铜纳米颗粒对医院相关耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（HA-MRSA）的抗菌活性研究表明，与OA反应30分钟后得到的纳米颗粒样品效率显著，该样品包含中等尺寸的簇，颗粒间距离为0.9纳米。这归因于最佳的簇尺寸，使得细菌细胞膜易于穿透，并且铜纳米颗粒之间的颗粒间距离相对较小，导致强烈的颗粒间相互作用并影响抗菌活性。这一独特特性可能为使用所提出的合成方法开辟一条新途径，作为可见光照射下光热疗法的替代方法，而不是对活细胞有严重有害影响的激光或紫外线照射。
Spectrochim Acta A Mol Biomol SpectroscPMID:40664053
摘要：为了在菌落水平上实现快速准确的鉴定并提高菌落筛选效率，我们提出了一种基于信噪比筛选的自适应菌落拉曼采集方法（ACRA-SNR）。该方法能够对菌落进行原位光谱采集，有效减轻菌落内空间异质性对分类和鉴定的影响。通过将这种采集方法与拉曼斯温变压器（Ra-ST）模型相结合，我们实现了对菌落的快速准确分类和鉴定。在这项工作中，我们分析了14株乳酸菌（LAB）菌株的光谱数据，Ra-ST模型的分类准确率达到了98.2%。为了评估该模型的预测性能，我们用它来鉴定与分类模型中相同物种但来源不同的两株LAB菌株。结果显示鉴定准确率高于70%，表明具有良好的泛化能力。此外，我们对Ra-ST模型与其他模型进行了对比分析，结果表明Ra-ST模型在分类和预测性能方面均优于其他模型。因此，ACRA-SNR技术与Ra-ST模型的结合有望促进工业生产中LAB和其他功能菌的准确分类和鉴定，从而显著提高生产效率和产量。
Spectrochim Acta A Mol Biomol SpectroscPMID:40695064
摘要：紧凑型近红外（NIR）分光光度计是低成本仪器，能够快速、廉价、无损且环保地测定土壤有机碳（SOC）。然而，在常规土壤分析实验室中使用这些仪器所需的步骤仍有待研究。本研究的主要目标是评估在商业土壤分析实验室中使用紧凑型NIR分光光度计建立的用于SOC测定的光谱库的性能，比较全局模型和局部模型的准确性，并评估实施局部校准的策略。本研究纳入了9000多个土壤样本。使用1000个随机选择的样本进行独立验证。此过程进行了三次。测试了不同的建模策略：传统偏最小二乘回归PLSR、基于选择n个最近邻样本的全局PLSR（G-PLSR）、局部PLSR（L-PLSR）（L-PLSRn）以及基于施加马氏距离限制来选择样本的局部L-PLSR（L-PLSRdist）。NeoSpectra紧凑型分光光度计表现出最佳性能（对于G-PLSR，预测均方根误差RMSEP为9.2 g/kg，R为0.6；对于L-PLSRn，RMSEP为6.5 g/kg，R为0.7）。基于NanoNIR分光光度计的模型准确性略低（对于G-PLSR模型，RMSEP和R值分别为11.4 g/kg和0.3；对于L-PLSRn模型，RMSEP为8.6 g/kg，R为0.3）。使用G-PLSR建立的模型比使用局部建模策略建立的模型表现更差。当使用L-PLSRn时，SOC测定的改进比G-PLSR高达42%。此外，证明了通过施加马氏距离限制来选择校准样本可提高局部模型性能的可行性。结果表明，紧凑型NIR分光光度计可以作为一种低成本的替代方法，在常规土壤分析实验室中部分替代湿氧化法进行SOC测量。为此，建立自己的光谱库目前是最佳策略。
Spectrochim Acta A Mol Biomol SpectroscPMID:40729845
摘要：本研究探索了先进的机器学习算法与可见近红外光谱（vis-NIRS）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）相结合的应用，以检测和量化巴兰特斯葡萄酒中的掺假情况。巴兰特斯葡萄酒由福利亚·雷东达葡萄酿造而成，福利亚·雷东达葡萄是西班牙加利西亚地区特有的品种。鉴于福利亚·雷东达葡萄的独特特性，如其独特的酚类成分和高抗氧化剂含量，巴兰特斯葡萄酒存在被低质量红酒掺假的风险。该研究采用了多种预处理技术，包括归一化和导数变换，并评估了分类模型，如支持向量机（SVM）、偏最小二乘判别分析（PLS-DA）和随机森林（RF），以检测不同掺假水平（10% - 60%）的掺假情况。研究结果表明，经过标准正态变量（SNV）预处理的SVM对vis-NIRS和FTIR数据的准确率最高（达100%）。此外，回归模型，特别是径向基函数支持向量机（SVMRadial），被用于高精度预测掺假水平（R > 0.95；均方根误差 < 11%）。这项研究在其领域具有开创性，因为它首次优化了用于葡萄酒掺假检测的机器学习技术。这些发现为农业食品领域的质量控制提供了一个有价值的工具，特别是对于像巴兰特斯这样的小众葡萄酒。本研究结果强调了通过整合这些方法进行快速、精确和无损分析的潜力。
Spectrochim Acta A Mol Biomol SpectroscPMID:40664050
摘要：水分亏缺胁迫（WDS）会对桉树的生长发育、生产力和品质产生负面影响。为了将这种影响降至最低，开发用于早期准确检测WDS的高通量技术很有必要。本研究聚焦于利用可见-近红外高光谱成像（VIS-NIR HSI）和化学计量学方法来检测这些树种的水分亏缺光谱模式，并建立预测模型以早期检测幼苗的水分亏缺水平。该研究包括对四种桉树基因型的分析，其中两种是蓝桉，另外两种是巨桉（细叶桉和蓝桉的杂交种）。除了VIS-NIR HSI外，每种基因型的40个分株被置于与不同胁迫水平相关的WDS条件下，并使用传统物理特征和植物常见营养指标与对照样本进行比较。利用主成分分析（PCA）和监督模式识别方法对HSI数据进行分析，以便根据WDS水平对样本进行分类，将图像的平均光谱（整体预测）和整株植物的所有像素（单像素预测）用作验证集。PCA结果表明，在不同的WDS条件下有不同的响应，特别是在水分亏缺第10天时。常规植被指数，如归一化植被指数（NDVI）、光化学反射指数（PRI）和修正的叶绿素吸收反射指数（MCARI），未检测到早期WDS响应的迹象，而包括偏最小二乘法判别分析（PLS-DA）、支持向量机判别分析（SVM-DA）和k近邻（KNN）在内的模式识别方法对WDS水平具有显著的预测能力，外部验证集的预测误差（Err）为2%。监督模型还被用于重建整株植物所有像素中的胁迫水平。SVM-DA和KNN模型在预测桉树物种图像中的胁迫水平方面的卓越有效性，为植物胁迫的空间分布提供了有价值的信息。
Spectrochim Acta A Mol Biomol SpectroscPMID:40749506
摘要：来自非法添加剂、包装污染物和农药残留的三聚氰胺污染威胁着乳制品安全，需要进行快速检测。传统方法如色谱法或质谱法虽然精确，但由于其复杂性、耗时性和成本问题，缺乏现场适用性。表面增强拉曼光谱（SERS）是一种有前景的用于灵敏、快速且无需标记分析的替代方法。然而，当前的SERS技术面临着诸如复杂的基底合成、对环境有害的样品处理以及无法区分类似物等挑战。因此，开发一种无需预处理就能检测三聚氰胺及其类似物的简单SERS方法仍然迫在眉睫。本文提出了一种直接的SERS检测方法，以实现对牛奶中三聚氰胺的准确、快速且无需预处理的检测。通过将银胶体、氢氧化钠和氯化钠溶液混合制备聚四氟乙烯-银纳米球（PTFE-AgNPs）SERS基底，然后通过压滤组装将其沉积在PTFE滤膜上。此外，稀释后的牛奶无需任何预处理即可直接进行SERS测试。此外，还使用随机森林（RF）、主成分分析-支持向量机（PCA-SVM）和卷积神经网络（CNN）进行了定性和定量分析。在这三种算法中，CNN分类模型在区分三聚氰胺、蜜白胺、三聚氰酸一酰胺和空白对照方面达到了最佳准确率99.25%，而CNN回归模型在三聚氰胺定量方面的决定系数（R）为0.9999。牛奶中三聚氰胺的检测限（LOD）为3.32×10⁻⁷M，低于世界卫生组织（WHO）推荐的限值。该方法具有简单的SERS基底制备和无需预处理的特点，能够快速、高效地检测三聚氰胺及其类似物，促进了SERS在食品安全监测中的更广泛应用。
Spectrochim Acta A Mol Biomol SpectroscPMID:40700937
摘要：表面增强拉曼散射（SERS）基底的性能优化和功能扩展是其实际应用面临的主要挑战。针对食品安全监测中痕量农药残留快速检测的迫切需求，开发了一种基于软质聚酰胺（PA）织物的可重复使用且高灵敏度的SERS基底。通过氧等离子体（OP）处理，在交织的PA纤维上成功创建了密集的波纹状纳米结构，经证实可显著提高SERS性能。在热沉积银之后，最佳的Ag-35/PA-20基底表现出1.28×10的增强因子和令人满意的均匀性。通过擦拭法在苹果表面原位检测0.1 ppm福美双（浓度远低于美国监管限值），证明了该基底在实际中的检测能力。除了生成纳米结构外，FTIR和XPS分析证实，OP处理同时改变了PA的表面化学性质。强极性基团的引入不仅改变了银的生长模式，还通过剥离试验验证了银与PA表面之间的牢固附着力。由于其优异的机械稳定性，该基底表现出卓越的可重复使用性，即使在五个重复使用周期后仍保持高活性。这种经济高效、灵活的基底将高灵敏度与出色的可重复使用性相结合，为基于SERS的快速食品安全监测创造了新机遇。
Spectrochim Acta A Mol Biomol SpectroscPMID:40680353
摘要：近年来，表面增强拉曼光谱（SERS）在生物医学应用中展现出了无与伦比的灵敏度和分子特异性。然而，利用传统SERS对生物标志物进行无创且灵敏的检测以用于口腔癌诊断仍然存在挑战。对于口腔癌的早期诊断，在光谱识别方面存在两个难题：一是涉及低浓度和动态生物标志物的捕获，另一个是呼吸和唾液样本中的复杂干扰。为应对这些挑战，我们开发了一种等离子体共价有机框架（COF）合成SERS生物传感器，以增强SERS信号并提高生物标志物的吸附效率。该传感平台将银纳米线网络与具有微孔的COF-TpPa薄膜集成在一起。基于这种等离子体COF基底，液体和气态分子在无需任何预处理的情况下均表现出优异的SERS性能。利用基于气态和液态分析物拼接SERS光谱的轻梯度提升（LGB）算法进行深度学习分析，在使用人工呼出的甲硫醇和唾液尿酸的实验中，口腔癌识别准确率达到了98%。这项工作探索了SERS在检测气液流体分析物和无创临床癌症诊断中的应用，并且可能在食品安全和环境监测方面具有重要的未来作用。
Spectrochim Acta A Mol Biomol SpectroscPMID:40700904
摘要：圆偏振热激活延迟荧光（CP-TADF）有机发光二极管（OLED）因其高激子利用效率和简化的器件结构而成为有前途的光电器件，在3D显示、量子计算和信息存储等方面展现出广阔的应用前景。然而，发光效率与发光不对称因子（g）之间固有的权衡显著限制了高性能CP-TADF材料的多样性。在本研究中，我们使用密度泛函理论（DFT）和含时DFT（TD-DFT）方法，并结合热振动相关函数（TVCF）方法，系统地研究了已报道的热激活延迟荧光分子QAO的发光机制。通过计算系间窜越速率、反向系间窜越速率、辐射衰减速率和非辐射衰减速率，我们证实了QAO的TADF特性。此外，对电子圆二色性（ECD）光谱和g值（1.92×10）的评估证实了圆偏振发光（CPL）特性。此外，基于这些发现，我们提出了两种策略（引入手性单元和扩展受体单元）来增强CPL和TADF性能，并构建了两种新型高效的CP-TADF分子（QAO-Cz和QAO-CzNCF）。结果表明，与初始QAO相比，QAO-Cz（4.06×10）和QAO-CzNCF（4.46×10）的g值有了很大提高，分子的电跃迁偶极矩（|μ|）和磁跃迁偶极矩（|m|）减小。与|m|（0.723×10尔格·高斯、0.474×10尔格·高斯、0.349×10尔格·高斯）相比，|μ|（3.885×10静电单位·厘米、1.242×10静电单位·厘米、0.786×10静电单位·厘米）的降低程度更大，导致|m|/|μ|和g值增加，进一步提高了CPL性能。同时，与QAO（0.14电子伏特）相比，分子QAO-Cz（0.03电子伏特）和QAO-CzNCF（0.05电子伏特）的能隙显著减小，而自旋轨道耦合值显著增加，确保了这些分子具有优异的TADF性能。因此，揭示了基本的结构-性能关系并阐明了内部发光机制。提出了设计CP-TADF分子的明智策略，并且所设计的CP-TADF分子均成功实现了CPL和TADF性能的协同优化，这项工作为开发高性能CP-TADF发光体提供了新的见解。
Spectrochim Acta A Mol Biomol SpectroscPMID:40617215
摘要：准确测量有害合成染料对环境和食品安全检测极具吸引力。在此，通过使用天青A作为荧光团精心设计红色荧光碳点（R-CDs），以优化光学特性，从而促进在648nm处的高效荧光发射。构建的R-CDs表现出与激发无关的特性、出色的光稳定性和优异的水溶性。令人鼓舞的是，所开发的R-CDs对孔雀石绿（MG）表现出特异性响应，能有效将其与其他物质区分开来。工程化的R-CDs对MG表现出浓度响应型荧光猝灭，响应时间快，线性检测范围明确为0.09 - 8.21μM，超低检测限为24.2 nM。此外，对鱼组织中MG的加标回收率分析显示出良好的性能，回收率为97.63 - 106.0%（相对标准偏差<6.37%），突出了其在水产品中鉴定MG的分析可靠性。上述结果强调了所开发的R-CDs在水产品中检测MG的巨大潜力，并支持它们在食品安全检测中的应用。
Spectrochim Acta A Mol Biomol SpectroscPMID:40627932
摘要：四溴双酚A（TBBPA）及其替代品四溴双酚S（TBBPS）是广泛使用的阻燃剂，对环境和人类健康都构成了多种危害。在本研究中，采用了多种光谱和计算技术来分析这两种配体与多功能蛋白质——人类血红蛋白（HHb）之间的相互作用。稳态荧光光谱表明，TBBPA和TBBPS通过静电作用驱动的静态猝灭机制猝灭了HHb的荧光。构象变化分析表明，配体结合后HHb发生了结构松弛。这些变化可能归因于硫醇基团含量的减少，这可能会增强配体的结合亲和力。分子对接显示TBBPA和TBBPS占据了HHb的同一个活性腔，周围是共同和独特的氨基酸。分子动力学（MD）模拟进一步证实了稳定复合物的形成以及较小的结构扰动。能量分解确定了通过与配体紧密结合相互作用来稳定复合物的关键残基（ProA:95、ThrA:137、ValC:1、LysC:99、AspC:126、LysC:127、GluD:101）。其中，ValC:1作为溴原子的结合位点，而配体与AspC:126和LysC:127的相互作用可能会调节HHb的携氧能力。值得注意的是，TyrA:140与TBBPA以及LysC:99与TBBPS的不同结合模式主要归因于这两种配体之间的结构差异。通过探索HHb与溴化阻燃剂（BFRs）的分子相互作用，本研究提供了有价值的信息，以更好地理解它们的潜在风险，并为未来设计环境更安全的替代品提供参考。
Spectrochim Acta A Mol Biomol SpectroscPMID:40627936
摘要：药用植物一直是本土药物的重要来源，并在制药行业中继续发挥着至关重要的作用。全面了解它们的元素组成至关重要，因为这些元素会显著影响代谢和生理过程。当前的研究聚焦于使用快速高效的激光诱导击穿光谱（LIBS）技术对药用植物奥氏耳草（OL-MP）进行成分分析。对该植物的四个主要部分，即根、树皮、叶和花，以及周围的土壤样本进行了分析。检测到了包括钙、镁、铝、钾、锶、钡、铁、钛、铬、锰、锂和钠在内的12种元素，各样本中这些元素的浓度各不相同。使用玻尔兹曼图法和斯塔克展宽参数估算了等离子体温度和电子数密度，得到的值分别约为（10000±1000K）和（1.31±1.00×10cm）。使用无标样LIBS（CF-LIBS）进行成分分析，结果显示土壤中硅（22.8%）和钙（13.5%）的浓度很高。在植物组织中，钙占主导地位，根中钙含量为34.7%，铁含量为18.5%；树皮中钙（24.11%）、钾（19.38%）和铁（16.38%）含量升高；叶中富含钙（30.6%）和钡（20.3%）；花中钙含量最高，为34.9%，突出了其在生殖结构中的关键作用。所提出方法的准确性与先进的实验室设备相当，检测到的元素浓度低于毒性阈值。这种全面的非破坏性分析方法在顺势疗法和制药应用中的直接毒性监测和质量保证方面显示出潜力。
Spectrochim Acta A Mol Biomol SpectroscPMID:40644769
摘要：建立了一种新型的基于未标记适配体的荧光分析法，并结合纤维填充固相萃取（FPSPE）用于检测黄曲霉毒素B（AFB）。通过静电纺丝法制备了聚苯乙烯-醋酸丁酸纤维素-蒙脱石K-10（PS-CAB-MMTK-10）纳米纤维，并将其用作固相萃取AFB的吸附剂。然后对纳米纤维类型、活化溶液类型、样品pH值、洗脱剂类型、填充纤维量、洗脱剂体积和萃取时间进行了研究和优化。在最佳条件下，该方法在0.5-200 nM范围内呈现出良好的线性关系，检测限（LOD）为0.3 nM，回收率为85.1-91.2%。该方法基于检测系统中目标物质含量不同导致的荧光强度差异实现了对AFB的检测。该方法无需对适配体进行共价标记，操作简便，适用于食品中AFB的快速检测。
Spectrochim Acta A Mol Biomol SpectroscPMID:40627937
摘要：2-硒尿嘧啶的单体以最稳定的氧代硒酮互变异构形式，在低温（12K）氩气基质中从气相捕获，然后用不同波长的紫外光照射。当用紫外光（λ>345nm）照射掺杂有2-硒尿嘧啶单体的基质时，初始的氧代硒酮互变异构体转化为该化合物的一种氧代硒醇形式。在另一个实验中，用较短波长（λ=305nm）的紫外光照射基质隔离的2-硒尿嘧啶分子。在这种激发下，产生了两种高能光产物（另一种氧代硒醇形式和羟基硒醇形式）。随后将紫外照射的基质置于黑暗和低温环境中。在这种条件下，一种光生氧代硒醇形式自发地转化为该化合物最稳定的氧代硒酮互变异构体。这个过程一定是由氢原子隧穿驱动的。通过将实验红外光谱与2-硒尿嘧啶异构体形式的理论预测光谱进行比较，确定了初始反应物和生成的光产物的结构。在DFT和MP2理论水平上进行了2-硒尿嘧啶互变异构体相对能量的计算，而在MP2水平上计算了自发硒醇→硒酮互变异构转变的势垒高度。
Spectrochim Acta A Mol Biomol SpectroscPMID:40633326
摘要：水相中硫酸氢根阴离子（HSO）的光学检测极具挑战性且相对少见，主要是因为其极高的水合吉布斯自由能，这使得离子稳定并阻碍其与传感器的相互作用。合理设计并合成了一种新型比率型“开启”荧光探针N-羟基-6-((2-(4-甲氧基苯基)喹啉-6-基)氧基)己酰胺（5C），用于在水相中实现对硫酸氢根离子（HSO）的高选择性和超灵敏检测。加入HSO后，探针5C的发射光谱出现52 nm的红移，在紫外光下导致荧光颜色从无荧光变为强烈的蓝色荧光。5C的检测限（LOD）和定量限（LOQ）分别确定为0.55和1.85 μM。通过Job曲线和Benesi-Hildebrand方法进行的结合分析表明5C与HSO之间形成1:1络合物，缔合常数（K）为5.43×10 M。在加入HSO后15秒内观察到探针的光谱响应。此外，研究了合成化合物5C的可逆性和稳定性及其固态行为，并通过固态吸收光谱和荧光光谱进一步验证。传感机制涉及5C与HSO之间的分子间氢键相互作用，这通过1H NMR滴定、红外光谱和密度泛函理论研究得到证实。该探针在实际水样和测试条上也表现出优异的性能，具有很高的准确度和精密度。此外，细胞成像研究证实了5C作为生物成像探针在高效追踪人乳腺癌细胞（MCF-7）中HSO方面的潜力，突显了其在生物应用中的潜力。
Spectrochim Acta A Mol Biomol SpectroscPMID:40690830
摘要：锌离子（Zn）和焦磷酸（PPi）在生物系统中发挥着关键作用，它们的动态浓度与各种生理和病理过程密切相关，使其成为疾病诊断和健康评估的重要生物标志物。开发高灵敏度和选择性的原位检测技术对于阐明它们的生物学功能至关重要。本研究介绍了一种先进的近红外荧光传感器DHP，它是通过将二氰基异佛尔酮（DCI）衍生物的分子框架与二（噻吩-2-基）乙酰胺部分整合而构建的。该探针在四氢呋喃/水（THF/H₂O）混合体系中表现出显著的聚集诱导发光（AIE）特性。进一步研究表明，在THF/HEPES（1:1，v/v）缓冲体系中，DHP能特异性识别Zn，在660nm处发射显著增强（检测限：\(0.13\)μM），斯托克斯位移达160nm，有效减少了激发光源的干扰。此外，DHP-Zn配合物还可作为PPi传感器（检测限：\(0.39\)μM）。通过¹H NMR滴定实验、傅里叶变换红外（FT-IR）光谱、高分辨率质谱（HRMS）分析和密度泛函理论（DFT）计算对传感机制进行了研究。此外，该探针已成功应用于实际水样的智能手机RGB检测、便携式拭子测试、植物组织中Zn的测定以及活细胞中Zn和PPi的成像分析。
Spectrochim Acta A Mol Biomol SpectroscPMID:40712481
摘要：含有吡啶并嘧啶核心的化合物因其具有良好的生物学特性和医学应用潜力而备受关注。然而，它们在细胞成像领域仍是一个未被探索的领域。在此，基于吡啶并[2,3-d]嘧啶支架开发了一类新型的聚集诱导发光（AIE）荧光团。我们合成了一小系列衍生物，并在各种溶剂中评估了它们的光谱性质，考虑了荧光量子产率、荧光寿命及其衰减成分。重要的是，还在甲醇/水的环境中评估了物理化学参数，这暗示了衍生物在细胞环境中的可能行为。我们的分析揭示了ET06化合物优异的光物理性质，其由于含水量增加而表现出增强的荧光，并保留了显著的斯托克斯位移。对荧光形成分子机制的深入表征与聚集诱导蓝移发射效应（AIBSE）有关。TD-DFT计算表明ET06在单分子状态和夹心排列的聚集状态下存在不同的空间构象状态。还讨论了基态和激发态的分子构象和能量变化，这些变化对含水介质中的荧光发射有显著影响。最后，生物学研究表明ET06对癌细胞和正常细胞的细胞毒性可忽略不计。还证实了其在细胞中的高荧光强度以及可能在线粒体和溶酶体中积累的亲和力和趋势。这些发现为吡啶并[2,3-d]嘧啶的分子行为和性质提供了有价值的见解，推动了用于生物成像的新型荧光探针的设计前景。
Spectrochim Acta A Mol Biomol SpectroscPMID:40706289
摘要：本研究探讨了使用近红外高光谱成像（HSI）监测液体树脂灌注（LRI）制造过程中固化状态的可行性。通过在该过程的加热和固化阶段捕获光谱反射率数据，我们探索了HSI作为评估树脂聚合的无损技术的潜力。与传统的基于传感器的方法相比，HSI具有两个关键优势：它无需在制造部件中嵌入传感器，并能在整个表面提供空间分辨信息，从而能够检测固化不均匀性。首先，对近红外高光谱成像捕获的光谱特征及其在整个过程中的时间演变进行了深入研究，并将其与LRI中使用的环氧树脂相关的关键吸收带进行了比较。之后，使用回归模型（包括偏最小二乘回归（PLS-R）和支持向量回归（SVR））将光谱数据与从商用介电传感器推断出的固化状态相关联。这些回归模型使用特定感兴趣空间区域的全光谱范围以及通过互信息（MI）和随机森林回归器（RF）等特征选择技术选择的波长子集进行训练。结果表明光谱数据与推断的固化状态之间存在很强的相关性，在全光谱范围内训练的SVR模型表现最佳（R = 0.9983，RMSE = 0.0114，MAE = 0.0086）。此外，预测的固化图在所有定义的感兴趣区域（ROI）上显示出一致的趋势，进一步证明了HSI捕获固化过程中空间变化的能力。这些发现强化了近红外高光谱成像作为一种强大的无损工具用于实时监测LRI制造中树脂聚合的潜力。
Spectrochim Acta A Mol Biomol SpectroscPMID:40633324
摘要：开发能够特异性靶向亚细胞器的近红外I型光敏剂（PSs）仍然是光动力疗法（PDT）中的一项重大挑战。在这项工作中，通过改变供体的策略构建了两种名为TPE-IN和TPA-IN的D-π-A型PSs。具体而言，用三苯胺（TPA-IN）取代供体基团四苯基乙烯（TPE-IN）可将PSs的发射波长扩展到近红外I区域。同时，PSs的单重态-三重态能隙（ΔE = 0.53 eV）也变窄，这有效地促进了超氧阴离子自由基（O）和羟基自由基（OH）的产生，尤其是TPA-IN。进一步的机理研究表明，OH的产生主要依赖于哈伯-维伊斯反应介导的级联电子转移过程（O → HO → OH）。更重要的是，TPA-IN可以通过静电相互作用特异性地在线粒体中积累（Pr = 0.81），这可以降低线粒体膜电位，光照后诱导细胞晚期凋亡（95.8%）。本研究为设计旨在消除癌细胞的高效、精准靶向光学诊疗剂奠定了创新的理论和技术基础。
Spectrochim Acta A Mol Biomol SpectroscPMID:40618631
摘要：在骨关节炎中，次氯酸（HClO）——一种关键的炎症生物标志物——和中性粒细胞弹性蛋白酶（NE）——炎症反应的关键介质——会发生显著变化。具有高灵敏度和实时可视化功能的荧光探针已被广泛用于骨关节炎成像。然而，大多数现有探针仅设计用于检测单一生物标志物，这在复杂的生物环境中可能导致假阳性信号。相比之下，需要由两种不同生物标志物激活的双锁荧光探针具有更高的特异性和可靠性。这些探针在关节炎相关成像的多重检测中特别有利。迄今为止，尚未报道同时靶向HClO和NE的双响应荧光探针。在本研究中，我们介绍了Cou-HN，一种双锁荧光探针，仅当HClO和NE同时存在时，它在470nm处才会有显著的荧光增强。单独的HClO或NE都不足以触发明显的荧光响应。与单锁探针相比，这种双激活策略为Cou-HN提供了更高的成像准确性。体外和体内实验均证实了其优异的性能，突出了其在骨关节炎更精确诊断和监测方面的前景。
Spectrochim Acta A Mol Biomol SpectroscPMID:40618634
摘要：作为一种强大的分析技术，表面增强红外吸收（SEIRA）通常采用周期性纳米结构阵列来产生高度局部化且强烈的电磁近场增强。位于这些周期性纳米结构场中的目标传感分子的红外振动会增强几个数量级，从而能够以前所未有的灵敏度进行光谱表征。这种显著的增强效应使SEIRA能够克服传统红外光谱的固有局限性，特别是小分子吸收截面小的问题。由于其卓越的性能特点，SEIRA已在生物和化学传感领域得到广泛应用。本综述首先简要概述SEIRA技术的历史发展和基本原理。随后，我们讨论金属和介质超表面在SEIRA应用中的基本原理和机制。基于这些基本原理，综述了基于SEIRA化学传感器和生物传感器针对各种目标分析物的不同应用。最后，介绍了SEIRA在生化检测中的当前挑战和前景，强调了扩大其应用范围的潜在策略。
Spectrochim Acta A Mol Biomol SpectroscPMID:40644770
摘要：通过在聚乙烯醇（PVA）与金纳米棒（Au NRs）的冻融交联基础上，将透明质酸钠（HA）和羧甲基纤维素（CMC）溶液混合进行浸没交联，成功制备了Au NRs/HA/CMC-PVA水凝胶膜。通过调节Au NRs的密度以及CMC和HA的浓度，可以产生更多的“热点”以增强表面增强拉曼散射（SERS）信号，从而提高水凝胶的灵敏度和均匀性（罗丹明6G（R6G）的检测下限为10 mol/L，相对标准偏差RSD = 3.04%）。同时，利用水凝胶网络中形成的强氢键来提高水凝胶的交联度，这导致水凝胶的机械性能和弯曲柔韧性得到改善（断裂伸长率为308.07%，拉伸强度为26.09 MPa）。Au NRs/HA/CMC-PVA水凝胶膜的亲水性基团能够吸附汗液并使汗液中的尿素分子扩散到水凝胶中。它对尿素检测表现出高灵敏度，在1000 - 1 mM浓度范围内呈线性关系，检测限LOD = 7.83×10 M。
Spectrochim Acta A Mol Biomol SpectroscPMID:40639121
摘要：结合手性和激发依赖性特性的结晶室温磷光（RTP）材料具有重要的应用价值，在阐明固有RTP机制方面发挥着关键作用。在此，依次设计并合成了四种客体材料和一种主体材料，分别命名为APET-H、APET-F、APET-Cl、APET-Br和BCN，它们具有非共轭结构特征和多个富电子官能团。客体材料在结晶状态下表现出不同的手性特征和高对比度RTP，旋光度为-15.8°至2°，RTP寿命为69 - 256毫秒，余辉寿命为0.3 - 3秒。更重要的是，APET-F和APET-Cl在结晶状态下呈现激发依赖性RTP，在溶液中呈现浓度依赖性荧光发射。通过主客体掺杂，RTP和余辉寿命显著提高，RTP寿命为342 - 399毫秒，余辉寿命为4 - 6秒。更重要的是，掺杂体系显示出相似的荧光和RTP发射最大值，但具有不同的RTP寿命。因此，通过选择上述晶体和掺杂体系可以实现高级防伪图案和信息加密。最后，基于晶体分析和理论计算详细讨论了潜在的发光机制。
Spectrochim Acta A Mol Biomol SpectroscPMID:40627935
摘要：背景：肝细胞癌（HCC）仍是全球癌症相关死亡的主要原因，其特点是治疗选择有限且预后不良。纳米医学提供了有前景的方法，可通过增强靶向能力克服传统治疗的局限性。金纳米颗粒（AuNPs）因其卓越的物理化学性质和生物相容性而受到关注。本研究调查了柠檬酸盐包覆的AuNPs与正常人成纤维细胞（WI-38）相比对HepG2肝癌细胞的选择性抗癌活性，重点关注差异细胞毒性背后的分子机制。 方法：采用改良的柠檬酸盐还原技术合成柠檬酸盐包覆的AuNPs，并通过互补分析方法（傅里叶变换红外光谱、透射电子显微镜、X射线衍射、zeta电位、紫外可见光谱）进行表征。通过MTT法和相差显微镜评估细胞毒性。使用qRT-PCR进行基因表达分析，检测关键的凋亡相关标志物（TP53、BAX、BCL2、CASP3）。使用罗丹明-123荧光评估线粒体膜电位。综合分析氧化应激参数和抗氧化酶活性以阐明氧化还原调节。 结果：合成的AuNPs呈现球形形态（32.6纳米）、高结晶度和强负表面电荷（-35毫伏）。与WI-38细胞（IC₅₀：464微克/毫升）相比，AuNPs对HepG2细胞表现出选择性细胞毒性（IC₅₀：28.48微克/毫升）。处理上调了TP53和BCL2的表达，同时下调了BAX和CASP3，形成了复杂的凋亡信号模式。AuNPs诱导了显著的线粒体膜电位崩溃（50微克/毫升时降低82%）。值得注意的是，处理增强了抗氧化酶活性（超氧化物歧化酶：增加30%，过氧化氢酶：增加22.4%，谷胱甘肽过氧化物酶：增加15%），同时降低了氧化应激标志物（活性氧：降低38.3%，丙二醛：降低30.3%），表明是氧化还原重编程而非氧化损伤。 结论：柠檬酸盐包覆的AuNPs通过激活TP53、导致线粒体功能障碍和氧化还原重编程，在HepG2细胞中选择性诱导细胞毒性。尽管抗氧化防御上调，但癌细胞最终仍会死于AuNPs诱导的线粒体损伤。癌细胞与正常细胞之间的差异敏感性表明其具有有前景的治疗潜力，可利用癌细胞独特的代谢脆弱性，同时将对健康组织的损伤降至最低。
Spectrochim Acta A Mol Biomol SpectroscPMID:40706283
摘要：抗坏血酸（AA）是一种人体无法内源性合成的必需微量营养素，在各种生理过程中发挥着至关重要的作用，必须通过饮食摄入来获取。然而，AA在食品加工、储存和运输过程中容易发生氧化降解，导致其生物活性显著丧失。这些因素凸显了开发简单、快速且准确的食品中AA定量方法的迫切需求。最近，纳米酶介导的比色传感作为一种有前途的AA检测方法应运而生，它结合了纳米酶的优点（包括成本效益高、催化活性高、稳定性好和可规模化生产）以及比色分析的简便性，实现了无需设备的可视化检测。大多数纳米酶仅在酸性条件下表现出最佳催化活性，而在这种环境中同时表现出较差的稳定性。为了解决这一限制，我们通过一锅化学气相沉积（CVD）方法开发了一种超稳定的类过氧化物酶（POD）的CoPt石墨纳米酶（CoPt@G），并构建了一个强大的比色AA检测平台。所提出的生物传感器的线性范围为5 - 60 μM，检测限（S/N = 3）为1.4 μM，结果与大多数相关研究相当。此外，所提出的传感器在商业饮料中AA检测方面表现出良好的选择性和有前景的实际应用潜力。本研究开发了一种简单、快速的可视化AA检测方法，为科学合理的饮食决策提供了有价值的指导。
Spectrochim Acta A Mol Biomol SpectroscPMID:40639115
摘要：3-(5-氯-2,3-二氢苯并[d]噻唑-2-基)-4H-色烯-4-酮（MCF）通过光谱进行了表征（傅里叶变换红外光谱、紫外可见光谱、电喷雾电离质谱、核磁共振），并已用于在乙醇-水（99:1，v/v）介质中对铜离子进行显色选择性识别，该介质中存在十四种竞争离子，检测限为0.6 μM（世界卫生组织推荐的允许限量为20 μM）。Job曲线确定了探针MCF与铜的摩尔比为1:1。Benesi-Hildebrand方程计算出结合常数为4.9346×10 M，这表明探针-分析物复合物具有足够的稳定性。设计了一种试纸试剂盒，并将探针浸渍其中。将其干燥后用于检测水中的铜。将探针试剂盒浸入含有其他阳离子的铜污染水中会呈现黄棕色，而在无铜的情况下则无变化。通过MTT法在MDA-MB-231细胞系中检测了MCF的生物相容性和无毒性。实验结果表明，该探针可作为三阴性乳腺癌治疗的潜在治疗候选物。
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